Le marché global des nanoparticules représente une production de 11 millions de tonnes par an d’après la Commission européenne. Parmi les différentes méthodes de production, la synthèse de celles-ci dans des flammes est considérée comme une technologie très prometteuse permettant un contrôle fin des caractéristiques des particules produites. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de développer des diagnostiques d’optiques permettant l’étude de l’évolution spatiale des caractéristiques d’une population de particules de TiO2 produites le long de la flamme ; cela, afin, à la fois de mieux comprendre leur mécanisme de formation, et de créer une base de données pour le développement de modèles numériques. Tout d’abord, l’émission induite par laser (LIE) de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) est étudiée pour montrer la faisabilité de la technique d’incandescence induite par laser (LII) sur celles-ci. Cette technique permet de caractériser de façon quasi-non intrusive la fraction volumique des particules fv et la taille de particules primaire. Elle est classiquement utilisée pour la caractérisation in-situ de la formation de suies dans les flammes, mais sa faisabilité sur de nanoparticules de TiO2 reste encore à démontrer. Dans le cas où elle le serait, elle pourrait fournir de nouvelles informations sur le processus de synthèse des oxydes métalliques dans les flammes spray et permettre ainsi une description spatiale de la production de nanoparticules de TiO2. Pour vérifier la faisabilité de la technique LII, on considère à la fois des nanoparticules de TiO2 de haute pureté et des nanoparticules de TiO2 générées par une flamme d’hydrogène en utilisant deux systèmes de génération de particules : l’un injecte directement des particules dans un milieu non réactif et l’autre synthétise les particules via un milieu réactif. Pour ce dernier, une version inspirée du brûleur de Yale est utilisée. Elle permet la stabilisation de flamme de diffusion pré-vaporisée d’isopropoxyde de titane (TTIP)/H2/Ar. Dans les deux systèmes, les particules sont irradiées à l’aide d’un laser de type top-hat dans la gamme UV, assurant ainsi l’absorption et le chauffage des particules. Un système de détection équipé d’un spectromètre et d’un tube photomultiplicateur (PMT) est également utilisé pour identifier les caractéristiques spectrales et temporelles de LIE des nanoparticules de TiO2. Différentes fluences du laser et durées d’acquisition sont prises en compte pour observer les différentes contributions du signal provenant des nanoparticules TiO2. La nature du signal est étudiée en la comparant aux résultats théoriques et à des résultats de référence obtenus à partir de nanoparticules de noir de carbone. Plus précisément, l’émission induite par laser des nanoparticules de TiO2 présente des composantes non-LII pendant les 100 premières nanosecondes après l’interaction avec le laser. A faible fluence laser, le signal peut être interprété comme une fluorescence induite par laser (LIF). Pour une fluence laser élevée, la spectroscopie par claquage induit par laser sélectif en phase (PS-LIBS) peut se produire en raison d’une éventuelle vaporisation de la surface des particules. Comme les signaux LIF et PS-LIBS sont caractérisés par une courte durée de vie, une acquisition retardée est envisagée pour éviter ces interférences. La nature LII du signal d’émission décalée dans le temps est démontrée premièrement, en confirment le comportement spectral d’un corps noir. Deuxièmement, l’évolution temporelle du taux de décroissance du signal et de la température inverse est analysée et confirme un comportement du type LII. Dans les configurations considérées, une présence de carbone sur les nanoparticules de TiO2 est peu probable. De ce fait, la contribution de matériaux carbonés au signal LII peut être supposée négligeable, démontrant ainsi la faisabilité de la technique LII pour des particules de TiO2. Ensuite, une caractérisation quantitative de la production de nanoparticules de TiO2 dans des flammes a été réalisée. Pour cela, le signal LII est converti en fraction de volume fv. Cela nécessite donc la connaissance de la température effective Teff atteinte par les particules pendant l’irradiation du laser et de la fonction d’absorption E(mλ). Les deux grandeurs étant fortement liées, il est nécessaire de disposer d’une information sur l’une pour estimer la deuxième. Cependant, une grande variabilité caractérise les données de la littérature pour la fonction E(mλ) pour le TiO2, dont les propriétés optiques dépendent fortement des caractéristiques des particules telles que leur géométrie, la structure cristalline et l’état de la matière. Afin de répondre à cette problématique, une nouvelle approche pour estimer la forme spectrale de la fonction d’absorption est proposée à partir des mesures LII. Cette méthode est d’abord validée pour les nanoparticules de noir de carbone pour lesquelles des données sont disponible dans la littérature. Elle est ensuite appliquée aux nanoparticules de TiO2 de haute pureté et de TiO2 synthétisées via la flamme. Une fois l’information sur E(mλ) disponible, la température effective des particules peut être déduite. Enfin, les effets de la distribution spatiale de la température effective et de la fonction d’absorption sur la mesure de la fraction volumique de TiO2 dans notre flamme de référence ont été étudiés. Les résultats issus des mesures sont comparés à ceux issus d’une simulation numérique représentative de l’état-de-l‘art sur le sujet en termes de modélisation. Les comparaisons des champs de fv normalisés fournissent une première indication pour l’amélioration des modèles numériques.