Les travaux réalisés dans cette thèse ont pour but, à long terme, l’élaboration d’un outil d’aide au planning de la chirurgie linguale. Cet outil sera basé sur un modèle biomécanique 3D de la langue permettant d’évaluer les conséquences d’une chirurgie sur la mobilité linguale et donc d’assister le chirurgien dans son planning. Les travaux de cette thèse tentent de poser les bases théoriques, algorithmiques et méthodologiques à la création d’un tel outil. La première partie de cette thèse a été consacrée à la création d'un modèle biomécanique 3D par élément fini (EF) de la langue (ainsi que des autres structures de la cavité buccale). Ce modèle dynamique hyperélastique est basé sur l'IRM d'un sujet de référence et fait suite aux travaux de [1], [2], [3]. Par rapport à ses prédécesseurs, il apporte en précision grâce à un maillage plus raffiné et convergé permettant une définition plus réaliste des structures anatomiques. De plus, celui-ci intègre les mouvements mandibulaires et ceux de l'os hyoïde. Les simulations fournies par le modèle ont pu être comparées à des données IRM du sujet de référence durant la prononciation de certains phonèmes du français afin d'évaluer sa pertinence et de le valider dans notre contexte clinique. La seconde partie de la thèse est centrée sur l'obtention d'un modèle de la langue utilisable par le clinicien en temps interactif à l'aide de méthodes de réduction de modèle. La langue étant un organe complexe avec des tissus incompressibles et des propriétés viscoélastiques non linéaires, les simulations numériques EF correspondantes peuvent prendre beaucoup de temps (plusieurs heures pour simuler un mouvement de quelques dizaines de millisecondes), ce qui rend, pour le moment, difficile l'utilisation d'un tel modèle dans un contexte clinique. Nous présentons dans nos travaux les résultats d'une méthode de réduction de modèle basée sur de l'apprentissage automatique appliquée à notre modèle biomécanique 3D de la langue humaine afin de pouvoir l'inclure dans un protocole assisté par ordinateur pour la planification de la chirurgie linguale. La dernière partie de la thèse a été consacrée à des travaux préliminaires pour la création d'un prototype de l’outil d’aide au planning chirurgical. Nous avons tout d'abord exploré l'idée de créer un jumeau numérique de la langue en associant l'algorithme de réduction de modèle avec une méthode de recalage iconique (basée image) pour créer un modèle EF patient-spécifique de la langue utilisable en temps interactif. Dans un deuxième temps, la problématique de simulation des chirurgies d'exérèse de la langue a été traitée afin de réfléchir à l’inclusion de telles chirurgies dans le processus de réduction de modèle. Enfin, un protocole complet de création du simulateur, utilisant tous les travaux réalisés dans cette thèse, et son implémentation sous forme de prototype ont été proposés.[1] Gérard JM, Ohayon J, Luboz V, Perrier P, Payan Y. Non-linear elastic properties of the lingual and facial tissues assessed by indentation technique: application to the biomechanics of speech production. Medical Engineering & Physics. 2005;27(10):884-92.[2] Buchaillard S, Perrier P, Payan Y. A biomechanical model of cardinal vowel production: Muscle activations and the impact of gravity on tongue positioning. The Journal of the Acoustical Society of America. 2009;126(4):2033-51.[3] Hermant N, Perrier P, Payan Y. Human tongue biomechanical modeling. In: Payan Y, Ohayon J, editors. Biomechanics of Living Organs: Hyperelastic Constitutive Laws for Finite Element Modeling. London, UK: Academic Press; 2017. p. 395-411.