Cette étude porte sur l’analyse modale expérimentale d’un système non linéaire, sous l’hypothèse de formes modales presque invariantes, en couplant l’analyse vidéo et le filtrage de Kalman étendu. On considère une poutre encastrée avec une non-linéarité locale, et ses vibrations dans le plan sont mesurées en détectant et en suivant des capteurs (virtuels) collés à la surface extérieure de la poutre. Des techniques spécifiques de traitement d’images et de suivi de cibles sont utilisées et détaillées. Ensuite, les fréquences naturelles instantanées et les amplitudes modales sont identifiées au moyen d’une méthode d’assimilation de données basée sur un filtre de Kalman étendu.