Ce travail de thèse porte sur la recherche géophysique de la proche sub-surface appliquée aux objets et structures archéologiques. L'objectif est de définir une méthodologie d'étude géophysique de sites archéologiques dans un contexte Méditerranéen : en France et en Tunisie, ainsi que " l'empreinte géophysique " des principaux objets archéologiques. La méthode géophysique principale utilisée est la méthode magnétique. Les cartographies magnétiques obtenues sont couplées aux cartographies et mesures électromagnétiques et aux tomographies électriques (ERT) et sismiques. Ce volet de prospection sur le terrain est corrélé aux mesures magnétiques de laboratoire, permettant une meilleure contrainte des modélisations directes et synthétiques proposées pour les différents objets étudiés. Dans une première partie, la thèse se concentre sur les structures et objets archéologiques de combustion. Cette partie précise la signature magnétique de ces objets et souligne son rehaussement dû à l'effet du feu. Dans un second temps, la thèse fait porter l'analyse sur l'empreinte géophysiques des structures d'aménagement et sa variation reliée aux différents matériaux et techniques utilisés ainsi qu'aux propriétés du terrain encaissant. D'autres objets sont par la suite étudiés pour une meilleure compréhension des anomalies magnétiques potentiellement produites. La diminution de la qualité du signal magnétique et donc du rapport signal sur bruit est traité vers la fin. / This dissertation deals with the applied geophysics to archaeological objects and structures in the close subsurface. The aims are to define a geophysical methodology for the study of archeological sites in a Mediterranean context : in France and in Tunisia, and also the geophysical signature of the main archaeological features. The main geophysical method used is the magnetic method. The obtained magnetic mappings are coupled with the electromagnetic cartographies and measurements, and with the electrical tomographies (ERT) and the seismic surveys. This ground prospecting is correlated with the magnetic measurements of laboratory, allowing a better constraint of the forward and synthetic modelling, proposed for the various studied features. First, the thesis concentrates on the study of the archaeological structures of combustion. This part specifies the magnetic signature of these objects and underlines the raising owed to the effect of the fire. Secondly, this work analyzes the geophysical imprint of the building structures and its variation connected with the various materials and techniques used as well as the surrounding ground properties. Other objects are afterward studied for a better understanding of the potentially produced magnetic anomalies. Last but not least, the decrease of the quality of the magnetic signal and thus the signal-to-noise ratio, is handled.