Cette thèse apporte une contribution au domaine des protocoles de contrôle d'accès au médium (MAC) for réseaux ad hoc sans fil. Ces réseaux sont par définition créés pour l'occasion et ne nécessitent aucune infrastructure a priori. La norme IEEE 802.11 permet de réaliser aisément des réseaux ad hoc mais souffre de faiblesses en termes de capacité et d'équité, en particulier à forte charge. Cette thèse propose des alternatives à la norme. Le chapitre 1 dégage de la littérature une classification des protocoles MAC et distingue deux familles: les protocoles basés sur la compétition et ceux sans conflit. Le chapitre 2 évalue les performances de IEEE 802.11, avec des trafics TCP, UDP et voix sur IP en présence d'un point d'accès (PA). Les effets du phénomène de champ proche-champ lointain sont étudiés. Un exemple de déploiement pour zones peu denses est présenté. Enfin, nous montrons que les concepts du réseau multi-bond peuvent être utilisés pour étendre la couverture d'un PA. Le chapitre 3 propose un nouveau protocole MAC, appelé CROMA, pour réseaux ad hoc fortement chargés. L'analyse théorique et les simulations montrent que CROMA permet d'atteindre des débits plus importants et une plus grande équité. Le chapitre 4 étudie des mécanismes qui utilisent les interactions entre couches protocolaires pour une augmentation de la capacité et pour les évolutions de CROMA: (i) une version simplifiée de CROMA et une politique d'ordonnancement tirent partie de la mobilité des terminaux. (ii) La diversité multi-utilisateur améliore la phase de réservation de CROMA basée sur l'ALOHA slotté. (iii) La détection multi-utilisateur offre également des gains important en terme de capacité.