Ce travail se concentre sur l'analyse d'images numériques biologiques. Il vise à définir et mettre en oeuvre des processus de mesures automatiques de données biologiques à partir d'images numériques dans un cadre de traitement de masse, et aborde notamment : l'incidence des choix méthodologiques sur la stabilité des résultats, l'étude de la validation des mesures produites et les limites de la généricité des méthodes et modèles appliquées à la biologie végétale. La réflexion est menée dans le cadre de l'étude de certaines organisations cellulaires, et plus particulièrement de l'identification et l'analyse automatique de files cellulaires dans des mosaïques d'images microscopiques de bois. En effet, l'étude des tendances biologiques le long de ces structures est nécessaire pour comprendre la mise en place des différentes organisations et maturations de cellule. Elle ne peut être conduite qu'à partir d'une grande zone d'observation du plan ligneux. Pour cela, nous avons mis en place un nouveau protocole de préparation (rondelles de bois poncées) et de numérisation des échantillons permettant d'acquérir entièrement la zone d'observation sans biais, nous avons développé une chaîne de traitement permettant l'extraction automatique des files cellulaires dans des mosaïques images numériques, nous avons proposé des indices de fiabilité pour chaque mesure effectuée afin de mieux cibler les études statistiques à venir. Les méthodes développées dans la thèse permettent l'acquisition et le traitement rapide d'un volume important de données. Ces données devraient servir de base à de nombreuses investigations : des analyses architecturales des arbres avec le suivi de file cellulaire et/ou la détection de perturbations biologiques, des analyses de variabilité intra et inter arbres permettant de mieux comprendre la croissance endogène des arbres.