Représentation et rendu de l'océan en synthèse d'images réalistes

Nowadays, computer generated images are very present in our everyday life. Realism of these images is increasing, surprising and it isn't often easy to distinguish the reality of the virtuality, this reality made by all the complexity of the natural phenomena which surround us. Water is one of these phenomena among which the variety and the dynamic comportment produce complex representation. We are interested in this thesis in its most area shape, that of the oceans, which are a part integral of our landscapes. At first, we study the methods allowing the simulation and rendering of the ocean in the physical domain and in computer graphics. In the second chapter, we propose a new rendering method unified allowing a faster visualization of ocean surface and allowing to approximate scattering and sub-scattering exchanges of light, foam and glare effects. In the chapter 3, we are interested to breaking waves by proposing a new physical based adaptive approach allowing to reproduce this phenomenon and to reduce time of calculations imposed by the resolution of equations of the fluid mechanics in 3D. In the fourth chapter, we extend this model by proposing a hierarchical approach allowing a stronger acceleration of the process of resolution and to obtain a simulation close to interactivity.De nos jours, les images de synthèse sont omniprésentes dans notre quotidien. Le réalisme de ces images est grandissant, surprenant, et il n'est souvent pas aisé de distinguer la réalité de la virtualité, cette réalité faite et enrichie par toute la complexité des phénomènes naturels qui nous entourent. L'eau est un de ces phénomènes dont la variété et la richesse dynamique rend la représentation complexe. Nous nous intéressons dans cette thèse 'a sa forme la plus étendue, celle des océans, qui font partie intégrante de nos paysages. Dans un premier temps, nous étudions les méthodes permettant la simulation et le rendu de l'océan à la fois dans le domaine physique mais aussi dans le domaine de la synthèse d'images réalistes. Dans le second chapitre, nous proposons une nouvelle méthode de rendu unifiée permettant une visualisation plus rapide de l'océan au large et permettant d'approximer les échanges lumineux surfaciques et sous-surfaciques, l'écume et les phénomènes d' éblouissements. Dans le chapitre 3, nous nous intéressons au déferlement des vagues en proposant une nouvelle approche adaptative basée physique permettant de reproduire ce phénomène et de réduire les temps de calculs imposés par la résolution des équations de la mécanique des fluides en 3D. Dans le quatrième chapitre, nous étendons ce modèle en proposant une approche hiérarchique permettant une plus forte accélération du processus de résolution et d'obtenir une simulation proche de l'interactivité