Avec l’avènement des méthodes de super-résolution, telles que PALM, STORM et STED, l’imagerie au-delà de la limite de diffraction est devenue réalité.Inspirée de ces approches de super-résolution introduites en optique, cette thèse a pour objectif d'aller au delà de la limite de diffraction acoustique en imagerie photoacoustique en profondeur. Dans le cadre de cette thèse, des méthodes telles que la super-localisation, l'exploitation des fluctuations et la reconstruction par problème inverse sont développées pour obtenir des images photoacoustiques super-résolues à partir de données expérimentales.Pour chaque méthode la limite de résolution est déterminée. En outre, une discussion est menée sur les avantages et inconvénients ainsi que les perspectives éventuelles pour chaque technique. La super-résolution sous contrainte de parcimonie est aussi exploitée dans le contexte de l’imagerie par des transducteurs à nombre d’éléments réduit (“sparse arrays”). Une approche exploitant les fluctuations est également mis en œuvre dans le but de résoudre les problèmes de visibilité en imagerie photoacoustique.