Ce travail présente mes travaux autour de la microscopie électronique en transmission et plus particulièrement de l’holographie électronique. L’apport des techniques de nanofabrication ont permis de faire progresser la microscopie in situ vers une quantification à l’échelle nanométrique avec de nouvelles sensibilités. L’ouverture des mesures à la fréquence excitatrice ou à la 3 e dimension durant les expériences offrent par exemple un gain exhaustif et quantitatif dans la caractérisation physique offerte par la microscopie in situ. Ces travaux ont permis le développement d’une nouvelle source électronique de forte brillance basée sur les nanostructures de carbone. Dans ce cadre, des avancées sur la caractérisation de nanotubes dopés, remplis ou décorés ont été obtenues via l’holographie à basse tension. L’apport dans le domaine du micromagnétisme des travaux présentés ici concerne l’analyse dynamique de systèmes 1D et l’analyse du déplacement, du piégeage et de la modification des parois de domaines magnétiques. Les contributions de ces travaux aux techniques de nanofabrication couvrent un spectre large allant du dépôt localisé à la nano-manipulation en passant par la lithographie ionique et l’ingénierie de systèmes transparents aux électrons. Enfin, de nombreux développements instrumentaux ont permis de développer une approche de la mesure physique en étroite corrélation avec la nanocaractérisation, tout en proposant une formation à large spectre d’étudiants au métier de la Recherche.