Le 1,4,7-triazacyclononane (tacn) fait partie de la famille des polyazamacrocycles et a la faculte, lorsqu'il est N-fonctionnalise par des groupements coordinants adequats, de former des complexes de coordination stables thermodynamiquement et inertes cinetiquement avec les metaux de transition. C'est pourquoi les derives du tacn trouvent de nombreuses applications dans de nombreux domaines, par exemple celui de l'imagerie medicale. Notre equipe a developpe des ligands N-fonctionnalises par des groupements picolinate et methylpyridine pour des applications en imagerie TEP et IRM. Le premier travail de cette these porte sur l'elaboration de nouvelles sondes bimodales TEP-imagerie optique et IRM-imagerie optique a motifs issus de tacn-picolinate decrits au laboratoire. Une seconde partie est axee sur la synthese de nouveaux chelates du Cu(II) a base de tacn portant des bras methylthiazole pour une potentielle application en imagerie TEP. Les complexes de Cu(II) correspondant ont ete etudies par differentes methodes analytiques et spectroscopiques afin de juger leurs stabilites thermodynamiques et leurs inerties cinetiques. Les chelatants repondant aux criteres imposes par le milieu biologique ont ete selectionnes pour une application en imagerie TEP dans le cadre du cancer de la prostate. Des analogues bifonctionnels ont ainsi ete elabores afin de les incorporer dans des radiopharmaceutiques radiomarques au cuivre-64. (auteur)