L'alignement d'images d'une surface déformable en mouvement est généralement effectuée en utilisant un modèle de déformation dans l'espace image. Pour l'alignement d'objets déformables, cette hypothèse a donnée des bons résultats. Toutefois, cette approche n'est pas satisfaisante pour l'alignement d'images de surface rigides car la structure 3D ne peut pas êetre pas estimée directement. On pense généralement qu'obtenir directement la structure 3D est difficile car il s'agit d'un problème mal conditionné. Dans cet article, nous proposons une parametrisation qui est bien adaptée à la fois pour l'alignement d'images de surfaces déformables ou pour le calcul direct de la structure des surfaces dans l'espace tridimensionnel. En plus, la modélisation du problème permet une implementation efficace qui réduit considérablement le temps de calcul. Nombreuses expériences avec des données simulées et réelles valident la méthode proposée pour l'alignement de surfaces déformables et le calcul de la structure des surfaces. L'efficacité de temps de calcul est aussi comparée a celle des méthodes classiques.