Wolbachia est une bactérie endosymbiotique, intracellulaire et exclusivement transmise maternellement qui infecterait au moins 106 espèces d'insectes. Wolbachia manipule fréquemment la reproduction de ses hôte à son avantage, notamment en induisant une forme de stérilité conditionnelle appelée incompatibilité cytoplasmique (IC). Chez les moustiques du complexe Culex pipiens, une grande diversité de souches de Wolbachia et de types d'IC a été précédemment identifiée, mais plusieurs aspects de la biologie de cette association restaient peu connus. Les travaux présentés dans cette thèse ont notamment permis de caractériser (i) l'impact de Wolbachia sur la structuration génétique des populations hôtes et (ii) la diversité des souches de Wolbachia et, plus précisément d'appréhender le mécanisme de l'IC. Par un suivi de populations naturelles, nous avons mis en évidence que Wolbachia induisait une forte structuration de la diversité mitochondriale, mais aussi qu'elle participait à des événements répétés d'introgression cytoplasmique entre les différents membres du complexe Cx. pipiens. Nous avons également mené une étude de génomique comparative basée sur le séquençage de quatre génomes complets de Wolbachia très proches phylogénétiquement. Pour cela, nous avons mis en place une série d'analyses approfondies utilisant un large panel d'outils bioinformatiques couplés à des vérifications moléculaires. Nous avons montré qu'il existait peu de polymorphisme entre les groupes de Wolbachia infectant Cx. pipiens. De plus, ces études nous ont permis de mettre en évidence des gènes candidats qui pourraient être directement impliqués dans le mécanisme de l'IC. / Wolbachia is an intracellular bacterial symbiont, exclusively maternally inherited, infecting at least 106 species of insects. Wolbachia commonly manipulates insect reproduction to its own advantage, as well illustrated by a phenomenon of conditional sterility called cytoplasmic incompatibility (CI). In mosquitoes of Culex pipiens complex, a great diversity of Wolbachia strains and of CI types was previously identified, but several aspects of the biology of this symbiotic association remained unknown. The aim of the studies presented in this thesis is to characterize (i) the impact of Wolbachia on the host genetic structure and (ii) the Wolbachia strains diversity in order to attempt an identification of CI molecular basis. By a survey of natural populations, we highlighted that Wolbachia deeply impacts the population structure of mitochondrial diversity, but is also associated with repeated events of cytoplasmic introgression between members of complex Cx. pipiens. We also conducted a study of comparative genomics based on the sequencing of four complete genomes of very closely related Wolbachia strains. For that purpose, we performed a series of analyses using a wide panel of bioinformatic tools coupled with molecular validations. We showed a low polymorphism between two groups of Wolbachia infecting Cx. pipiens. These studies also allowed us to highlight promising candidate genes which could be directly involved in the CI mechanism.