Par rapport aux ressources energetiques fossiles combustibles, l'energie solaire presente des caracteristiques inherentes a la nature meme de la ressource (intermittence de la disponibilite). Ce constat met en evidence la necessite de systeme de stockage d'energie. Ce travail de these consiste a etudier un stockage thermique pour une centrale solaire a concentration, ainsi que ses deux composants essentiels: le fluide de transfert et les materiaux de garnissage solides. La comprehension du systeme de stockage thermocline sur lit de roche est realisee grace a une approche experimentale et numerique. Une alternative innovante sur le choix du fluide de transfert consiste a utiliser des huiles vegetales, offrant des proprietes thermiques et un comportement operatoire corrects par rapport a un fluide classique. Concernant le garnissage du stockage thermique, de nombreux materiaux naturels ou recycles peuvent etre utilises. Un materiau de stockage a geometrie controlee est developpe a partir d'un coproduit issu de la siderurgie. L'originalite de cette association pour le stockage thermique permet d'allier performance, disponibilite des materiaux en quantite industrielle tout en reduisant l'impact environnemental et financier. (auteur)