Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étudie du un petit instrument sophistiqué de mesure d'épaisseur optique : ODS (Optical Depth Sensor) a été conçu pour étudier l'atmosphère martienne et terrestre. L'une de ses principales missions consiste à fournir des mesures journalières de l'épaisseur optique des aérosols (AOD: Aerosol Optical Depth) et de détecter et caractériser les nuages optiquement minces à l'aube et au crépuscule. Les méthodes d'analyses sont basées sur l'utilisation de tables d'intensité reproduisant les signaux observés ODS en fonction de différents paramètres clés. Ces tables ont été réalisées à l'aide d'un code de transfert radiatif dans une géométrie en plans parallèles pour l'estimation de l'opacité des poussières, tandis que les propriétés des nuages sont issues d'un modèle de type Monte-Carlo en géométrie sphérique. Le premier objectif de ce travail a consisté à développer les algorithmes d'analyses nécessaires à l'étude du signal d'ODS. / The work presented in this manuscript is devoted to the development of reliable retrieval procedures for a lightweight and sophisticated optical depth sensor (ODS) which measures alternatively scattered flux at zenith and the sum of the direct flux and the scattered flux in the blue and red wavelength ranges. The ODS sensor is dedicated to Mars and Earth atmosphere and its principal goals are perform measurements of the daily mean aerosol optical depth (AOD) and retrieve the altitude and optical depth of high altitude clouds at twilight. The retrieval procedure is based on the use of look-up tables of intensities reproducing the signals that should be observed by ODS, as a function of different key parameters. For the estimation of AOD, the look-up tables are obtained by using a plane-parallel radiative transfer code, while for the study of cloud properties a Monte-Carlo radiative transfer code in spherical geometry is used.