Le travail présenté ici concerne l'étude des instabilités de poche de cavitation se développant sur un profil bidimensionnel de type NACA0015 à haut nombre de Reynolds (Re=5 105). Les conditions expérimentales sont relatives à des poches quasistatique, périodique, transitoire et apériodique correspondant à des valeurs de s/2a de 5.75, 5, 4.3 et 3.58. Le comportement dynamique de la cavité est étudié à l'aide d'outils mathématiques de type décomposition orthogonale en modes propres (POD) et décomposition en mode dynamique (DMD) appliqués à des images issus de visualisations rapides. L'originalité de ce travail est l'application de ces méthodes pour décrire le comportement dynamique (2D et 3D) spatio-temporel de la poche en fonction des conditions de cavitation dans le but de mettre en évidence les effets 3D inhérents à l'instabilité soit de jet rentrant soit de propagation d'une onde à l'interface de la poche à l'origine du caractère pulsant de celle-ci.