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Les images de traits, et plus spécifiquement les images d'écritures manuscrites, ont des contenus souvent hétérogènes et nécessitent des méthodes spécifiques d'analyse pour être exploitées. Dans cette thèse, nous proposons la mise au point d'une approche de caractérisation des écritures manuscrites basée sur la transformée en ondelettes géométriques non-adaptatives que sont les Curvelets. Nous validons cette caractérisation dans différents cadres applicatifs de l'analyse d'images de documents. Les Curvelets ont été choisies pour leur propriété de bonne localisation des objets anisotropes et leur analyse directionnelle multi-échelle. Elles permettent l'extraction de deux primitives essentielles des écritures que sont l'orientation et la courbure à des niveaux d'échelles variables. Ces primitives sont rassemblées dans une matrice d'occurrences pour constituer la signature d'une écriture. Cette dernière est utilisée comme vecteur de caractéristiques dans une application de recherche d'images par le contenu. Nous proposons également une évaluation de la similarité locale entre formes plus petites, quelles qu'elles soient, où seule la primitive orientation est utilisée.