L’interférométrie optique est la seule technique actuellement envisageable pour accéder à des résolutions angulaires de l’ordre de la milliseconde d’angle (pour une longueur de base au sol d'une centaine de mètres). La Lune présente des propriétés très favorables pour la mise en œuvre d’un interféromètre optique à longue base. L’absence d’atmosphère facilite considérablement la conception d’un tel instrument aux longueurs d’ondes visibles ou infrarouges. La présence d’un sol stable évite la nécessité d’un contrôle complexe du vol en formation de satellites séparés. De plus, la rotation lente de la Lune permet l’utilisation d’un système de compensation du retard optique entre les bras de l’interféromètre basé sur des fibres optiques et/ou de l’optique intégrée. Ce point technique particulier est une limitation majeure au développement des instruments au sol. A la lumière des résultats remarquables obtenus depuis le sol par l’instrument GRAVITY installé sur l’interféromètre du Very Large Telescope, le potentiel scientifique d’un interféromètre optique/infrarouge lunaire apparaît extraordinaire. La limitation de sensibilité des observations depuis le sol est due presque exclusivement à la présence de turbulence atmosphérique. En s’en affranchissant depuis la Lune, l’observation d’objets extrêmement faibles à très haute résolution angulaire devient possible. Des applications à l’étude d’objets cosmologiques extrêmement lointains à très haute résolution angulaire, de l’environnement des trous noirs supermassifs, ou à la caractérisation détaillée des exoplanètes (spectroscopie, exobiologie...). Je présente des exemples d’applications astrophysiques possibles d’un interféromètre optique/infrarouge lunaire.