Cette thèse, ayant comme thème scientifique le recalage qu'il soit géométrique ou iconique, décrit trois applications cliniques dans le domaine de l'urologie: la ponction du rein, la ponction des trous sacrés et les biopsies de la prostate. Elle s'appuie en grande partie sur l'utilisation de l'échographie comme capteur peropératoire et sur le scanner X ou l'IRM comme capteur préopératoire. Elle comprend une partie théorique, des résultats expérimentaux sur fantômes et des résultats cliniques sur patients. Ce travail a été récompensé en 2007 du prix de thèse de l'innovation par IEEE EMBS France et la SFGBM.