Les nouveaux degrés de liberté offerts par la récente famille des surfaces freeform permet de compenser les aberrations optiques des systèmes hors d'axe. Nous définissons une surface freeform comme une surface sans symmétrie de révolution qui ne peut être décrite comme une sous partie d'une conicoïde. L'usage de surfaces freeform permet une augmentation des performances comme le champ de vue, l'ouverture et la compacité des systèmes réflectifs sans obstruction. Les concepts à miroirs ont l'avantage d'être légers, achromatiques, et potentiellement bas coût en raison du faible prix des matériaux utilisés. Cela pourrait mener vers une production industrielle de systèmes panchromatiques compacts pour de multiples applications allant des capteurs automobiles à l'imagerie par nanosatellite. Dans cet article, nous discuterons des défis posés par l'utilisation de ces surfaces dans l'optimisation de systèmes optiques, et en particulier la minimisation du nombre de surfaces pour simplifier la fabrication, l'assemblage et l'intégration de ces systèmes. Nous nous concentrons sur les systèmes à trois miroirs et travaillons à maximiser la compacité de ces systèmes dans un volume tridimensionnel. Les résultats seront présentés sur un téléscope à trois miroirs très ouvert, sans obstruction, non réimageant et très bien corrigé des aberrations conçu pour de l'imagerie thermique non refroidie depuis un nanosatellite en orbite basse. La méthode d'optimisation est décrite et une étude en lumière parasite et de tolérancement est faite.