Les travaux effectués durant cette thèse portent sur l'étude et l'utilisation d'une méthode de mesure passive pour la télédétection de la fluorescence chlorophyllienne induite par le rayonnement solaire à l'échelle du couvert végétal. Cette méthode est basée sur la mesure de la déformation des bandes d'absorption du spectre solaire dans le spectre d'irradiance, après interaction avec la végétation. Dans ce cadre, un nouvel algorithme permettant de mesurer la fluorescence a été élaboré. Il s'applique à des mesures faites dans quelques canaux autour des bandes d'absorption de l'oxygène atmosphérique. Son originalité est qu'il permet de tenir compte des variations de réflectance de la végétation qui perturbent l'estimation de la fluorescence. Dans le cadre de mesures à grande distance, une modélisation à l'aide du code de transfert radiatif MODTRAN a permis l'étude des effets atmosphériques affectant la mesure de la fluorescence. Nous avons établi que MODTRAN pouvait être utilisé pour corriger ces effets. Il a par ailleurs été montré qu'en plus de la connaissance des conditions atmosphériques, il était essentiel de pouvoir caractériser l'environnement de la cible. En effet, sa contribution, qui peut être supérieure au signal de fluorescence, est fortement variable spatialement. Une méthode opérationnelle de corrections des effets atmosphériques a été définie à partir de cette étude et appliquée à des mesures avionnées effectuées pendant la campagne ESA-CEFLES2. Les résultats de cette campagne mettent en évidence la grande variabilité spatiale et temporelle du signal de fluorescence. Une plateforme de mesure de la fluorescence à l'échelle du couvert a été mise en place et un nouveau capteur développé. Cette plateforme a permis de conduire des mesures établissant que la fluorescence mesurée dans le proche infrarouge pouvait être utilisée comme indicateur de biomasse, et que le rapport des fluorescences rouge/proche infrarouge, était porteur d'informations sur la structure de la végétation.