Cette thèse s'inscrit dans la thématique de l'évaluation non destructive en génie civil et plus particulièrement le diagnostic in situ de structure. Elle a pour but d'une part d'étudier l'aspect théorique de la détection et la caractérisation de défaut seulement à partir des données issues de l'analyse modale<br /> et d'autre part d'identifier le meilleur outil pratique pour acquérir ces données modales. On s'est donc attaché à développer des méthodes d'analyse des déformées modales par traitement du signal afin de caractériser les défauts structuraux mais aussi d'essayer de quantifier la qualité des assemblages. Nous avons, à ces fins, mis en oeuvre des outils numériques de simulation (MEF) et des algorithmes d'analyse (ondelettes, dimension fractale, réseaux de neurones) sous Matlab permettant d'automatiser le diagnostic. La validation s'est aussi bien effeectuée sur des déformées simulées, mais aussi sur <br />des déformées issues de la bibliographie et finalement sur des déformées expérimentales d'un portique de dimension laboratoire (en utilisant un vibromètre laser à balayage).