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L imagerie 3 est une technique innovante d imagerie médicale nucléaire qui est étudiée au laboratoire SUBATECH. Elle repose sur la localisation tridimensionnelle d un radioisotope émetteur ( +, ), le 44Sc, à l aide d un télescope Compton au xénon liquide. Un prototype de petite dimension XEMIS1 a été développé afin de faire la preuve expérimentale de la faisabilité de l imagerie à 3 . Les travaux rapportés dans ce travail concernent le développement de la simulation du système d imagerie 3 avec GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission). De nouvelles fonctionnalités ont été implémentées dans GATE afin de simuler un détecteur de type TPC (Time Projection Chamber). Nous avons effectué une simulation de XEMIS1 et obtenu des résultats en bon accord avec nos données expérimentales. La prochaine étape du projet consiste à construire une caméra cylindrique au xénon liquide pour l imagerie du petit animal. Les résultats des simulations de cette caméra présentés dans ce travail montrent la possibilité de localiser chaque désintégration avec une bonne précision et une bonne sensibilité de détection. Des premières images de fantômes simples sont également présentées.