La segmentation de bas niveau est la tâche qui consiste a extraire les caracteristiques geometriques d’une image en creant une partition de son domaine de definition sans connaitre prealablement son contenu semantique. L’approche proposee dans cette these repose sur la formulation du probleme dans le cadre metrique, ou les partitions de l’espace sont determinees par la definition d’une distance. Deux types de distances sont etudies afin d’appliquer le formalisme metrique a la segmentation d’images naturelles. Le premier est obtenu en mesurant une energie le long des chemins. Nous construisons notamment une distance definie par le minimum de la variation totale de l’image sur les chemins. Nous considerons ensuite une representation hierarchique des contours des images fondee sur un deuxieme type de distances, les ultrametriques. Enfin, au moyen de segmentations humaines, nous evaluons quantitativement notre approche et la comparons a d’autres methodes de segmentation.