Ce cours est une introduction au traitement d'image mathématique déterministe. Les principales problématiques en traitement et analyse dâimage y sont présentées: débruitage/filtrage/restauration, segmentation, rehaussement/défloutage, ainsi quâun aperçu de quelques techniques dâacquisition. Les méthodes mathématiques utilisées ont essentiellement déterministes : transformation de Fourier, ondelettes, équations aux dérivées partielles, morphologie mathématique et méthodes variationnelles. Quelques applications y sont brièvement présentées pour illustrer le propos : la stéganographie, la compression et lâinpainting (ou désocclusion). Le livre comprend également un rappel des principales notions mathématiques utilisées (il se veut auto-suffisant) et la bibliographie abondante doit permettre au lecteur dâapprofondir les techniques qui lâintéressent. Cet ouvrage sâadresse à des étudiants de MASTER, élèves-ingénieurs ou chercheurs désireux de comprendre ou dâapprofondir les techniques mathématiques de base en traitement et analyse dâimage. This course is an introduction to deterministic mathematical image processing. The main issues in processing and image analysis are presented: denoising, filtering, restoration, segmentation, enhancement and deblurring.There is also an overview 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. This self-contained book also includes a recap of the basic mathematical concepts used, and the extensive bibliography will enable readers to develop their skills. This book is intended for masters students, engineering students and researchers wanting to comprehend or deepen  their understanding of thebasic mathematical techniques in processing and image analysis.