Le phénomène de filamentation laser apparaît spontanément dans un faisceau laser infra-rouge se propageant dans l'air si sa puissance crête excède quelques Gigawatts. À ce régime d'intensité le faisceau s'effondre sur lui même par effet Kerr et un équilibre dynamique s'installe entre la diffraction, l'effet Kerr et la défocalisation par l'air ionisé, permettant de maintenir une intensité très élevée dans le coeur du faisceau sur une très grande distance. Il donne alors naissance à une mince colonne de plasma dont la longueur peut atteindre des centaines de mètres. De nombreuses applications reposant sur l'utilisation de filaments laser générés à grande distance ont été proposées. Dans ce cas la propagation du faisceau peut être notablement affectée par les turbulences atmosphériques. Pour quantifier les effets de la turbulence sur la filamentation nous avons fait une étude expérimentale et numérique de l'influence de la turbulence de l'air sur la stabilité de pointé du faisceau filamenté et sur la distance de filamentation. Par ailleurs nous avons étudié les propriétés de la colonne de plasma dans le filament et plus particulièrement sa capacité à initier de puissants arcs électriques avec un minimum de pertes, dans l'optique d'applications telles que le captage de forts courants pour l'alimentation de trains rapides. Enfin, une étude complète de l'utilisation de filaments laser comme source de rayonnement Térahertz a été faite. Plusieurs mécanismes de génération de THz ont été mis à jour. Leurs propriétés spectrales et leur énergie permettent d'envisager le développement d'applications de spectroscopie à distance ou pour certains mécanismes, d'atteindre des régimes de physique non-linéaire dans le domaine THz.