Les travaux présentés dans ce mémoire ont porté sur la caractérisation des applicateurs pour étudier le comportement des cellules biologiques soumises à des impulsions électromagnétiques ultracourtes de durée de l’ordre de quelques nanosecondes et d’amplitudes de l’ordre du MV/m. Un aspect du problème réside dans la maitrise des paramètres physiques pour développer des systèmes d’exposition aux champs électriques. Dans ce cadre, le travail est basé sur la modélisation numérique en utilisant la méthode des différences finies et sur les mesures expérimentales qui nécessitent des dispositifs sophistiqués. Plusieurs applicateurs basés sur la cuvette biologique ainsi qu’un microdispositif ont été caractérisé numériquement et expérimentalement. Nous avons étudié la réponse temporelle des applicateurs aux impulsions appliquées ainsi que la caractérisation fréquentielle. Cette approche nous a permis de mieux déterminer les influences des différents paramètres permettant de contrôler le fonctionnement des systèmes étudiés.