Ces travaux de these ont ete effectues dans le cadre des etudes sur le retraitement des combustibles nucleaires uses par extraction liquide-liquide. Ils concernent l'evaluation des performances d'extraction d'une nouvelle famille de molecules: les carbamides (R₁R₂NC(O)NR₃R₄). Cette famille peu etudiee jusqu'a maintenant apparait comme pertinente pour la separation chimique de l'uranium et du plutonium a partir d'une solution d'acide nitrique concentree. Le procede envisage permettrait une co-extraction de l'uranium et du plutonium a forte concentration d'acide nitrique (4 mol.L^-1) ainsi qu'une separation de ces deux elements a plus faible concentration d'acide nitrique (0,5 mol.L^-1) sans avoir recours a des reactions d'oxydo-reduction comme c'est le cas pour le procede industriel PUREX actuellement mis en oeuvre dans les usines de retraitement de La Hague. En vue de l'optimisation de la structure de ces nouveaux extractants, 17 carbamides ont ete etudies. L'influence de la longueur des chaines alkyle, du nombre de substituants, du nombre et de la position des chaines ramifiees sur l'extraction de l'uranium et du plutonium ainsi que sur la selectivite U/Pu ont ete evaluees. Les resultats ont montre que certains carbamides sont des extractants performants vis-a-vis de l'uranium. La presence d'un groupement -NH sur la fonction carbamide ameliore l'extraction alors que l'ajout de ramifications sur les chaines alkyles diminue le pouvoir extractant ainsi que la separation U/Pu. Des etudes complementaires sur la capacite de charge et la viscosite ont permis d'optimiser la structure et de proposer des candidats repondant aux criteres de developpement d'un procede. La speciation de l'uranium et du plutonium en phase organique en fonction de divers parametres (structure du carbamide, concentration d'acide nitrique,...) a permis de caracteriser les differents complexes formes: UO₂(NO₃)₂L₂; UO₂(NO₃)₃(HL) et {UO₂(NO₃)L₂}(NO₃) pour l'uranium et Pu(NO₃)₄L₂ et Pu(NO₃)₆(HL)₂ pour le plutonium. Un lien entre les differences de proprietes extractantes et la nature des complexes formes en phase organique a ete mis en evidence. En particulier, un changement de l'equilibre d'extraction de l'uranium est observe pour les composes portant le groupement -NH. Par ailleurs, l'augmentation de la concentration d'acide nitrique en phase aqueuse favorise fortement la formation des complexes ou l'extractant est en sphere externe de coordination UO₂(NO₃)₃(HL) et Pu(NO₃)₆(HL)₂. Enfin la stabilite de ces extractants vis-a-vis de la radiolyse a ete etudiee de maniere preliminaire et les resultats montrent une degradation legerement superieure des carbamides par rapport aux monoamides.