L’objectif des travaux présentés dans cette thèse est d’étudier la propagation de la lumière dans les milieux inhomogènes an de repousser les limites actuelles de l’imagerie : les aberrations et la diusion multiple. Dans une première partie, nous avons associé les outils et le formalisme initialement développés pour les ondes ultrasonores aux techniques propres à l’optique. Grâce à un dispositif expérimental innovant, nous avons enregistré les réponses d’un milieu complexe pour une collection de champs incidents, formant ainsi une matrice de réexion. Une étude des corrélations spatiales de cette matrice permet alors de séparer les contributions de diusion simple et multiple. Alors que la première permet de former une image seulement limitée par la diraction d’un objet enfoui au sein du milieu, la seconde permet de caractériser les paramètres de transport de la lumière dans le milieu. La seconde partie de ma thèse s’est intéressée à la possibilité d’extraire une information cohérente à partir d’un champ aléatoire. Il a été démontré, en acoustique et en sismologie notamment, que la corrélation d’un champ incohérent mesuré en deux points permettait d’estimer la réponse impulsionnelle entre ces deux mêmes points. Dans ma thèse, nous avons étendu cette approche aux ondes optiques. En particulier nous avons démontré la mesure de réponses impulsionnelles entre des diuseurs individuels à l’aide d’une simple lampe halogène et d’un montage interférométrique. A la suite de cette preuve de principe, nous avons réalisé des estimations de paramètres de transport pour des milieux fortement diusants