20 000 Européens meurent chaque année du mélanome et le taux de mortalité ne cesse de s’accroître. Les cellules de mélanome se caractérisent principalement par la mutation des kinases RAS, B-RAF et RHO-B. Ces mutations leur confèrent une résistance aux agents chimiothérapeutiques. Un grand nombre de travaux a établi que les pigments d’algues présentent un intérêt majeur pour prévenir, diagnostiquer et traiter les cancers. L’objectif de ce travail de thèse est de réaliser un travail de recherche intégré pour identifier des pigments de microalgues pouvant présenter un intérêt pour le diagnostic ou le traitement des mélanomes et de caractériser leur activité pharmacologique. Notre choix s’est porté sur Porphyridium purpureum, une espèce qui contient des phycobiliprotéines, des caroténoïdes dont la zéaxanthine. Nous avons développé des procédés innovants pour l’extraction et l’identification des pigments de microalgues. Ce travail a permis de réaliser la première extraction de phycobiliprotéines assistée sous champ microondes ainsi que l’identification des pigments de microalgue par UPLC-MSE au sein d’un mélange complexe. De plus, nous avons montré l’activité pro-apoptotique de la zéaxanthine et la caractérisation de son mode d’action sur les cellules de mélanome humain A2058. L’IC50 obtenue pour ce pigment est inférieure à celle du cisplatine (agent chimiothérapeutique). Ces résultats montrent le fort potentiel de ce pigment pour le traitement du mélanome résistant à la chimiothérapie. / 20 000 Europeans die from melanoma each year and this number is constantly increasing. Melanoma cells are mainly characterized by the mutation of the RAS, B-RAF and RHO-B kinases. Because of these mutations, the cells are resistant to chemotherapeutic agents. A lot of studies have established that the algae pigments are of major interest to prevent diagnose and treat cancers. The objective of this thesis is to undertake an integrated research work to identify microalgae pigments that may be relevant for the diagnosis or treatment of melanomas and to characterize their pharmacological activity. We selected Porphyridium purpureum, a species which contains phycobiliproteins, carotenoids including zeaxanthin. We developed innovative processes for the extraction and identification of microalgae pigments. This work resulted in the first extraction of phycobiliproteins under microwave-assisted irradiations, and the identification of microalgae pigments by UPLC-MSE within a complex mixture. Moreover, we demonstrated the proapoptotic activity of zeaxanthin and the characterization of its mode of action on A2058 human melanoma cells. The CI50 obtained for this pigment is lower than that of cisplatin (chemotherapeutic drug). These results show the great potential of this pigment for the treatment of melanoma which are resistant to chemotherapy.