Cette habilitation à diriger des recherches a pour but de dresser un bilan des avancées et des travaux auxquels j'ai pu contribuer concernant les protéines fluorescentes phototransformables (PTFPs), depuis ma thèse de doctorat sur cette thématique. Ce mémoire s’organise en plusieurs parties décrivant les différents phénomènes photophysiques des PTFPs et leur utilisation, illustrées par une trentaine de mes publications réalisées après ma thèse de doctorat dans des journaux ou livres. Après une introduction sur les protéines fluorescentes et les protéines fluorescentes phototransformables, cinq parties decrivent les cinq axes que j’ai étudié au cours de cette dernière décennie : la photocommutation réversible, la photoconversion irréversible du vert au rouge et les protéines biphotochromiques, les limitations photophysiques à l’utilisation des PTFPs (blanchiment, clignotements, états noirs, hétérogénéités…) et les solutions que nous proposons ainsi que des exemples d’utilisation pratique de nos PTFPs. Pour finir, la thématique émergente de PALM à température cryogénique et des perspectives de recherche sont présentées.