La technique multi-antenne dans les systèmes de communication numérique (MIMO) sans fil augment considérablement la capacité du canal de propagation. Les premières études se sont concentrées sur les canaux non-sélectifs en fréquence. Afin de combattre l'effet multi trajet des canaux radio-mobile, la modulation OFDM a été proposée depuis quelques années. La combinaison d'OFDM avec MIMO ouvre la porte vers une communication haut débit. Cependant, un système OFDM est très sensible à une erreur de fréquence porteuse qui détruit l'orthogonalité entre les porteuses. Cet effet va dégrader radicalement la performance du système. Les recherches rapportées dans ce mémoire aborde le problème de la synchronisation fréquentielle et temporelle ainsi que l'estimation du canal MIMO des systèmes MIMO-OFDM. Après avoir dressé l'état de l'art de la problématique correspondante, de nouveaux algorithmes basés sur l?algorithme de maximisation de vraisemblance et l'algorithme d'espérance et maximisation (EM), ont été proposés, puis simulés. Les résultats obtenus ont été comparés avec ceux de la littérature en terme de performance et de complexité. A la fin de ce mémoire le problème de la synchronisation dans les systèmes MIMO-OFDMA est étudié et un algorithme original est proposé.