Ce livre est une initiation aux approches modernes de l'optimisation mathematique de formes. Il s'appuie sur les seules connaissances de premiere annee de Master de mathematiques, mais permet deja d'aborder les questions ouvertes dans ce domaine en pleine effervescence. On y developpe la methodologie ainsi que les outils d'analyse mathematique et de geometrie necessaires a l'etude des variations de domaines. On y trouve une etude systematique des questions geometriques associees a l'operateur de Laplace, de la capacite classique, de la derivation par rapport a une forme, ainsi qu'un FAQ sur les topologies usuelles sur les domaines et sur les proprietes geometriques des formes optimales avec ce qui se passe quand elles n'existent pas, le tout avec une importante bibliographie.