Dans ce mémoire, nous examinons certaines propriétés des représentations distribuées de mots et nous proposons une technique pour élargir le vocabulaire des systèmes de traduction automatique neurale. En premier lieu, nous considérons un problème de résolution d'analogies bien connu et examinons l'effet de poids adaptés à la position, le choix de la fonction de combinaison et l'impact de l'apprentissage supervisé. Nous enchaînons en montrant que des représentations distribuées simples basées sur la traduction peuvent atteindre ou dépasser l'état de l'art sur le test de détection de synonymes TOEFL et sur le récent étalon-or SimLex-999. Finalament, motivé par d'impressionnants résultats obtenus avec des représentations distribuées issues de systèmes de traduction neurale à petit vocabulaire (30 000 mots), nous présentons une approche compatible à l'utilisation de cartes graphiques pour augmenter la taille du vocabulaire par plus d'un ordre de magnitude. Bien qu'originalement développée seulement pour obtenir les représentations distribuées, nous montrons que cette technique fonctionne plutôt bien sur des tâches de traduction, en particulier de l'anglais vers le français (WMT'14). / In this thesis, we examine some properties of word embeddings and propose a technique to handle large vocabularies in neural machine translation. We first look at a well-known analogy task and examine the effect of position-dependent weights, the choice of combination function and the impact of supervised learning. We then show that simple embeddings learnt with translational contexts can match or surpass the state of the art on the TOEFL synonym detection task and on the recently introduced SimLex-999 word similarity gold standard. Finally, motivated by impressive results obtained by small-vocabulary (30,000 words) neural machine translation embeddings on some word similarity tasks, we present a GPU-friendly approach to increase the vocabulary size by more than an order of magnitude. Despite originally being developed for obtaining the embeddings only, we show that this technique actually works quite well on actual translation tasks, especially for English to French (WMT'14).