Les capteurs hyperspectraux, qui acquièrent des images dans le domaine réflectif ([0,4-2,5 m]), avec une haute résolution spatiale (quelques mètres) et dans de nombreuses bandes spectrales simultanément, permettent d'estimer à la fois les propriétés des aérosols atmosphériques et de certains gaz. Les travaux présentés ici portent sur la caractérisation de panaches industriels. Les particules émises par les industries ont des propriétés encore très mal connues et les bases de données actuelles ne contiennent pas les informations nécessaires à la compréhension et la modélisation de leur impact radiatif. La première partie de cette étude consiste donc à caractériser les propriétés physiques et optiques de ces aérosols, à partir d'échantillons prélevés, et a conduit à l'établissement d'un modèle permettant de décrire l'impact radiatif d'un panache émis par une industrie métallurgique. Dans une seconde partie, une méthode d'estimation conjointe du CO2 et des aérosols est proposée. Il a été montré, à partir d'une étude de sensibilité et de l'application de cette méthode sur deux images AVIRIS, que cette estimation conjointe, dans le cas des panaches optiquement denses, conduisait à une erreur d'estimation du CO2 divisée d'un facteur 2 par rapport aux techniques existantes (e.g. JRGE). Enfin, une méthode d'estimation du type d'aérosols, EARTH (Estimation of Aerosol Type using Hyperspectral data), spécifiquement adaptée aux panaches industriels, a été développée. Une validation sur données simulées et réelles (image CASI) a montré qu'elle permettait de reconnaître, sans information a priori, la présence de particules métalliques dans un panache de faible épaisseur optique.