Ce travail de recherche concerne les relations qui existent entre la thermoluminescence (TL) et les défauts ponctuels présents dans les monocristaux d'alumine-alpha, en vue d'une application à la dosimétrie des rayonnements ionisants. Les mesures d'absorption optique, fluorescence et 3D-TL nous ont permis de mettre en évidence l'existence de plusieurs centres de piégeage et de recombinaison dans les cristaux et de proposer une corrélation entre la nature électron/trou des pièges et le mécanisme de recombinaison correspondant. (...) L'approfondissement et la caractérisation des effets interactifs entre les divers pièges nous ont permis d'expliquer la variation de la sensibilité du pic dosimétrique lors des cycles de mesures consécutifs, l'extinction thermique de la thermoluminescence du pic dosimétrique et la variation de la sensibilité des divers pics de TL en fonction de la température d'irradiation. Nous avons utilisé (...) la technique d'annihilation des positrons, complétée par des mesures RPE, pour suivre la concentration de lacunes d'aluminium en fonction de l'atmosphère des traitements thermiques. (...). La dernière partie de l'étude est focalisée sur le rôle des impuretés telles que le titane, le fer et le chrome.