Les peintures pariétales sont sujettes à des dégradations naturelles ou anthropiques. Bien qu’elles s’en trouvent fragilisées au point de devenir presque illisibles, leur diffusion auprès du grand public reste d’une importance à la fois historique, sociétale et culturelle. Ainsi, la caractérisation chimique et structurale, au niveau microscopique, des matériaux ayant permis la réalisation de ces peintures, est nécessaire pour restituer leur apparence visuelle. Une restitution numérique par la synthèse d’images photo-réalistes permettra de valider l’apparence observée de ces peintures, et d’en favoriser la diffusion. Si les matières colorantes utilisées en art pariétal furent appliquées à l’aide d’un éventuel liant, il n’en reste aucune trace aujourd’hui ce qui permet de décrire une telle œuvre comme une couche pigmentaire sèche sur un substrat rocheux. De nombreuses teintes d’ocres rouges impliquant la présence d’hématite α−Fe2 O3 sont observées sur les peintures rupestres. Afin de limiter l’étude à ce chromophore, plusieurs poudres d’hématite ont été synthétisées par des voies de synthèses permettant de contrôler la nucléation et la croissance des cristaux en solution dans des conditions standards ou hydrothermales. Celles-ci ont été choisies parmi celles décrites dans la littérature de manière à obtenir une palette de poudres colorées allant de l’orangé au pourpre, parmi lesquelles certaines sont comparables de part leur morphologie et/ou leur teinte à celles observées sur des peintures pariétales. Plusieurs méthodes de caractérisations sont employées (diffraction de rayons X sur poudre, microscopie optique et microscopie électronique à balayage) afin d’étudier la composition chimique des poudres cristallines d’hématite synthétique, ainsi que les paramètres morphologiques et microstructuraux de leurs grains. La couleur des différentes poudres d’hématite est caractérisée par la réflectance, mesurée par spectroscopie. Une analyse colorimétrique de ces résultats permet de mettre en évidence une corrélation entre la teinte et la taille des grains composant la poudre. L’informatique graphique entre en jeu dans le but de fidèlement rendre compte de l’apparence d’objets par le biais de la synthèse d’images photo-réalistes. En première approximation, une peinture est considérée comme une couche mince uniforme semi-transparente sur un substrat. Ainsi un modèle de Bidirectional Reflectance Distribution function (BRDF) prenant en compte les réflexions multiples et l’atténuation de la lumière au sein de la couche a été développé et implémenté sous Mitsuba. Ce modèle est validé expérimentalement, mais nécessite d’être complexifié afin de prendre en compte les phénomènes de diffusion de la lumière introduits par la présence de grains aléatoirement dispersés au sein d’une couche de peinture plus réaliste. La mesure de la BRDF par spectro-gonio-photométrie sur des couches pigmentaires sèches et optiquement épaisses permet de mieux en caractériser l’apparence. Trois phénomènes de diffusion intervenant à la surface ou dans le volume de l’échantillon sont identifiés comme responsables de leur apparence : diffusion spéculaire, rétro-diffusion et diffusion volumique. Plusieurs modèles analytiques sont définis de manière à simuler chacune de ces contributions en fonction de la morphologie des grains des poudres étudiées. Si les modélisations effectuées sont efficaces dans le cas d’un unique pigment, une approche plus réaliste consistera à étudier le cas de mélanges, d’ocres et d’échantillons naturels.