La théorie de la diffraction prévoit que les temps de trajet des ondes avec une fréquence dominante finie sont affectés seulement par des hétérogénéités dans un volume autour du rayon obtenu par la théorie asymptotique fréquence infinie. Ce volume s'appelle la zone de Fresnel. A cause de la diffraction qui assure la continuité du front d'onde au travers des hétérogénéités, les hétérogénéités de taille inférieure à celle de la zone de Fresnel n'ont qu'un effet réduit sur le temps de trajet de l'onde arrivant à une station. Dahlen et al (2000) montrent qu'il est possible decorriger des effets de cette diffraction par une méthode de tomographie volumique qui introduit de nouveau la notion de contenu fréquentiel dans l'estimation des temps de trajet et donc dans la reconstruction du milieu. Dans cette thèse, j'étudie l'influence de cette technique d'imagerie à fréquence finie en tomographie globale sismologique des temps d'arrivée. Pour réduire les effets du à la distribution des rayons dans la Terre,distribution qui n'est pas uniformej j'introduis un maillage non-structuré pour représenter les vitesses dans la Terre. Pour définir l'influence des phénomènes de diffraction dans les résultats tomographiques, j'utilise un nombre limité de données à longue période de très haute qualité obtenues par Guy Masters (Scripps). Je fais l'inversion en utilisant l'approche classique de tomographie des temps se fondant sur la théorie des rayons et l'approche nouvelle de tomographie des temps en se fondant sur l'approche à fréquence finie. La comparaison des deux tomographies montre que les anomalies de vitesse sont sous-estimées par la théorie des rayons d'un facteur 30-60% en fonction de la profondeur. C'est bien le signe que la théorie des rayons est une approximation trop grossière pour les données à basse fréquence que l'on utilise. Pour augmenter la résolution de mon modèle tomographique, j'inverse conjointement les données à longue période déjà mentionnées avec des données haute fréquence retraitées par Bob Engdahl (Boulder). L'analyse de la compatibilité des deux bases de données est nécessaire avant de procéder à l'inversion conjointe. L'étude des temps eux-même (en fait, des écarts dans un modèle de référence) et les inversions des deux jeux de données independament montrent un très bon niveau de compatibilité. Tous les modèles obtenus montrent une très forte corrélation entre les anomalies de basse vitesse ct la position d'un très grand nombre de points chauds déjà connus. Pour estimer la validité de ces anomalies, des tests de résolution ont été réalisés de façon à identifier la profondeur des panaches. A la suite de ces tests, on peut conclure positivement que des panaches profonds se trouvent au-dessous des structures suivantes: Ascension, Açores, Canaries, Easter, Hawai, Samoa et Tahiti. Pour d'autres, l'origine profonde n'est pas confirmée et une origine plus superficielle est probable autour de 660 km comme la zone islandaise. D'autres n'ont jamais été vus avant comme au Seychelles et dans l'Ocean Indien. Enfin, dans la zone de la Mer de Coral et au Sud de Java, la tomographie a détecté des panaches montant de la frontière entre le noyau ct le manteau mais qui n'arrivent pas encore à la surface.