Nous proposons une méthodologie originale pour la segmentation en régions des images qui repose sur la complémentarité de deux familles d'approches : les approches hiérarchiques (ou pyramidales) issues de la théorie des graphes et les approches par minimisation de fonctionnelles énergétiques globales. L'idée fondamentale est que les fonctionnelles séparables peuvent être minimisées exactement et en temps linéaire dans un sous-espace hiérarchisé de l'ensemble des partitions d'un ensemble. Nous justifions alors l'emploi de méthodes de groupement hiérarchique par priorité dynamique pour la construction de pyramides de segmentations. En effet, nous montrons qu'elles conduisent à des objets vérifiant une propriété globale de contraste. Nous proposons alors de minimiser une fonctionnelle de type Minimum Description Length (MDL) dans ces pyramides. Cette fonctionnelle comporte un terme de complexité géométrique de "haut" niveau, qui ne peut être obtenu que grace à une représentation structurée sous forme de graphe des segmentations.