La superposition de deux hologrammes sur une même plaque donne lieu, dans le processus de restitution, à des phénomènes d'interférence mettant en évidence les déplacements et, éventuellement, les déformations de faible amplitude de l'objet. Si l'on considère les franges qui apparaissent dans la direction de l'image restituée, leur localisation par rapport à celle-ci, leur forme et leur contraste fournissent une information quantitative sur les composantes du déplacement (translations et rotations) subi par la surface de l'objet. D'autre part, un réseau de franges de Fraunhofer, centrées sur la source de restitution (ordre 0), est observable dans certaines conditions et permet de préciser un critère de non-déformation de l'objet au cours d'un déplacement donné. On montre que le phénomène est identifiable au spectre de Fourier d'une transmittance constituée par deux pupilles complexes identiques légèrement décalées l'une par rapport à l'autre. La validité du critère est vérifiée expérimentalement dans le cas de déplacements repérables. Les différents éléments superficiels de l'objet sont caractérisés, compte tenu d'une notion définie antérieurement (rayons et ondelettes homologues).