Ce travail a vise dans un premier temps au developpement d'une technique de microextensometrie locale par l'adaptation des methodes de correlation d'images numeriques, utilisees depuis plusieurs annees en imagerie optique macroscopique pour determiner des champs de deplacements locaux dans des structures, aux images numeriques obtenues, a echelle bien plus fine, par microscopie electronique a balayage (meb). L'etude a permis de reveler les difficultes specifiques rencontrees pour atteindre la precision theorique de ces techniques avec des images de meb et a conduit a proposer un certain nombre de procedures pour les traiter. On s'est en particulier attache a analyser les defauts d'images induits par les imperfections de balayage du meb, par de tres faibles variations de grandissement ou par la derive du faisceau, a etudier les consequences des reglages non optimaux du meb, conduisant a des niveaux de bruit trop eleves, ou encore l'effet de forme du repere pour marquer les echantillons sur la precision de mesure. Cette technique de microextensometrie a ensuite ete appliquee a l'investigation des mecanismes locaux de deformation dans des materiaux heterogenes, notamment au cours du tout premier stade de l'ecoulement plastique. On s'est interesse plus particulierement a la mise en evidence, la caracterisation, la quantification et enfin la modelisation du phenomene de localisation precoce de la deformation sous forme de bandes dans des materiaux elastoplastiques. Un moyen original pour quantifier statistiquement la portee des bandes a ete propose en appliquant sur le champ de deformation lui-meme les methodes statistiques classiquement utilisees pour caracteriser la distribution des phases.