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La recherche d'information multimédia dans des bases de données numériques est considérée par beaucoup comme une solution d'avenir pour l'aide à la décision médicale. C'est l'objet de cette thèse de doctorat, délivrée par Télécom Bretagne: nous nous intéressons à des méthodes permettant de sélectionner automatiquement des documents multimédia similaires à un document proposé en requête. L'application visée est l'aide au diagnostic. Dans un premier temps, nous cherchons à caractériser individuellement chaque image des documents multimédia. Différentes méthodes d'indexation, basées sur la transformée en ondelettes, sont ainsi proposées. Une fois les images caractérisées, nous cherchons à fusionner l'ensemble des informations du document en requête (images multimodales, données textuelles, etc.) pour sélectionner les documents les plus proches. Se pose alors le problème de l'hétérogénéité des données et celui de l'incomplétude des documents. Différentes approches, basées sur la fouille de données et la fusion d'information, sont proposées pour résoudre ces problèmes.