Cette thèse est une enquête d'histoire et de philosophie des sciences sur l'hypothèse Gaïa (HG) proposée par Lovelock et Margulis dans les années 1970. L'examen historique de l'élaboration d'HG et de sa très riche réception dans diverses disciplines scientifiques (climatologie, biogéochimie, géochimie, biologie de l'évolution, écologie et sciences de la complexité) et au sein des mouvements environnementalistes nous conduit à montrer qu'une ambiguïté majeure sur le statut d'HG grève la littérature : qu'est-ce qu'HG ? Nous montrons qu'HG a été considérée tantôt comme une hypothèse, tantôt comme une théorie, tantôt comme un programme de recherche, tantôt comme une philosophie de la nature. Chacune de ces lectures est ensuite examinée. Nous proposons une caractérisation épistémologique et historique d'HG montrant qu'HG ne doit pas être interprétée comme une hypothèse devant être confrontée de manière directe aux faits, mais comme une théorie élaborée avec des modèles. Nous clarifions alors le rôle et le statut méthodologique des modèles et théories d'HG ainsi que les concepts et hypothèses fondamentales qui les sous-tendent. La reconnaissance de Gaïa comme un système constitué des vivants et de l'environnement avec lequel ils interagissent a été l'origine de la constitution d'un nouveau programme de recherche: les sciences du système Terre. Nous proposons une histoire et une caractérisation de ce programme, repérons les déplacements philosophiques qu'il a opérés à propos des concepts de vie, d'environnement et de nature puis analysons les liens entre les conceptions que Lovelock a de Gaïa et les prescriptions environnementales qu'il a prononcées au nom de Gaïa. / The Gaia hypothesis (GH) proposed in the 1970's by Lovelock and Margulis is here analyzed from a history and philosophy of science perspective. The historical analysis of GH's elaboration and rich reception across various disciplines (climatology, biogeochemistry, geochemistry, evolutionary biology, ecology and complexity sciences) and within environmentalist movements leads me to argue that a major ambiguity plagues the relevant literatures: what is GH? I show that GH has been considered as a hypothesis, as a theory, as a research program, or as a philosophy of nature. Each of these interpretations is then analyzed. An epistemological and historical characterisation of GH shows that GH should not be interpreted as a hypothesis which ought to be confronted directly to empirical facts, but as a theory elaborated with models. I elucidate the methodological role and status of GH's models and theories before clarifying the concepts and expliciting the fundamental hypotheses underlying these models and theories. The recognition of Gaia as a system constituted of living organisms and the environment with which they internet led to the constitution of a new research program: the Earth system sciences. I offer a history and a characterisation of this research program, specify the philosophical shifts it brought about concepts such as life, the environment and nature and I analyze the relationships between Lovelock's conceptions of Gaia and the environmental prescriptions he pronounced in the name of Gaia.