Après la présentation de notre parcours, ce mémoire d'habilitation dresse l'état de nos propositions d'architectures logicielles pour la réalité augmentée. Ces recherches s'inscrivent dans un cercle vertueux où nous confrontons nos architectures à des applications concrètes qui, en retour, lèvent de nouvelles problématiques à traiter. Comme toute application, un logiciel de réalité augmentée répond à des exigences non fonctionnelles d'une part et fonctionnelles d'autre part. Les premières sont tout d'abord traités sous les angles de la modularité et de la reconfigurabilité afin de répondre aux besoins d'une technologie considérée comme étant jeune, de la distribution des traitements au sein d'un réseau informatique, et enfin de la gestion des aspects concurrents et des contraintes temporelles. Ces propositions ont abouties à un framework à base programmation orientée composants nommé ARCS -- Augmented Reality Component System -- et une chaîne de spécification, vérification des contraintes temporelles nommée MIRELA -- MIxed REality LAnguage. La dernière partie traite des applications réelles pour lesquelles nous avons également traité les exigences fonctionnelles telles que le recalage et la localisation au travers d'un système de capteur hybride combinant GPS, centrale inertielle et caméra, la problématique de l'interprétation de la sémantique de la scène et les interactions multi-modales de type visuo-haptiques.