Le vieillissement du parc d’infrastructures de transport ainsi que l’augmentation du trafic durant les dernières décennies rendent nécessaire le contrôle santé des structures de génie civil. Les travaux conduits dans le cadre de cette thèse portent sur le développement et l’étude de méthodes de diagnostic pré et post endommagement de structures de génie civil couplées à la mise en œuvre de systèmes de Thermographie infrarouge. Le manuscrit s’articule autour de deux axes. La partie I présente le développement d’un ensemble de méthodes, basées sur l’utilisation de la thermographie infrarouge active, permettant le contrôle non destructif d’ouvrages réparés par collage de matériaux composites. Les différentes méthodes étudiées ont permis l’établissement des cartographies de propriétés thermophysiques de ces matériaux renforcés. En complément, une discussion sur l’optimalité du temps de chauffe pour ce type de diagnostic est proposée. La partie II présente la conception et l’utilisation d’une architecture dédiée à la surveillance thermique long terme des structures par thermographie infrarouge. Le système étudié permet le suivi des paramètres météorologiques et thermiques sur de grandes échelles de temps et d’espace. Ce dispositif de mesure est d’abord appliqué au suivi thermique d’un tablier de pont sous trafic. La cartographie de sa structure interne a été reconstruite. Enfin une analyse du comportement d’éléments de structures, sain et endommagé, soumis aux aléas climatiques pendant un an est proposée et discutée.