L'élastographie par résonance magnétique (ERM) est une technique d'imagerie permettant la caractérisation mécanique des tissus biologiques. Cette technique consiste à enregistrer par IRM les champs de déplacement induits par la propagation d'une onde de cisaillement générée dans un tissu cible. Des paramètres mécaniques tels que la vitesse de l'onde de cisaillement, le module d'élasticité ou de viscosité de cisaillement peuvent ensuite être déduits en inversant les équations différentielles des champs de déplacement acquis. Des travaux récents ont montré la difficulté d’une quantification absolue des paramètres mécaniques et ont permis de souligner les facteurs déterminant l'exactitude et la précision de la mesure par ERM qui peuvent finalement être ramenés à deux paramètres qui caractérisent essentiellement la qualité de l'échantillonnage de l'onde de cisaillement qui se propage dans le milieu étudié : le facteur d'échantillonnage spatial, s=λ/a, et le facteur d'échantillonnage d'amplitude, Q=q / ∆q, où λ est la longueur d'onde de cisaillement, a, la taille du voxel, q, l'amplitude du rotationnel du champ de déplacement, et ∆q , l'incertitude de mesure associée. Ainsi, dans des milieux mécaniquement homogènes, les conditions optimales sur s et Q doivent être remplies pour que les résultats de l'ERM soient valides.Dans ce travail de thèse, les conditions optimales ont été étudiées dans des milieux hétérogènes et structurés pour pouvoir les appliquer in vivo dans le cerveau. Premièrement, l’incertitude de mesure en ERM a été évaluée pour des stratégies d'échantillonnage optimales en réalisant des expériences multifréquences sur un ensemble de quatre fantômes homogènes calibrés mécaniquement qui reprennent les stades de la fibrose hépatique. Une quantification mécanique absolue et une gradation significative n’ont pu être obtenues que lorsque les conditions optimales étaient remplies pour l’ensemble des fantômes soit prospectivement par une excitation multifréquence adéquate, soit rétrospectivement par un multi-rééchantillonnage des données. Deuxièmement, les conditions optimales de l’ERM ont été établies sur un fantôme mammaire hétérogène contenant des inclusions modélisant des lésions tumorales plus rigides que le parenchyme homogène autour. Cette étude a mis en évidence la nécessité d’un échantillonnage multiple des champs de déplacement à travers des acquisitions à différentes fréquences d'excitation afin, d’une part, de déterminer les paramètres mécaniques régionaux avec les meilleures précision et exactitude possibles et, d’autre part, de discriminer significativement mieux différentes régions mécaniques du fantôme. Troisièmement, des acquisitions d’ERM cérébrale à différentes fréquences d’excitation ont été réalisées afin d'étudier les meilleures conditions pour discriminer avec précision et exactitude la matière blanche, la matière grise et le cervelet chez un sujet sain. Le cervelet s'est avéré moins viscoélastique que les matières blanches et grises cérébrales, qui présentaient des modules viscoélastiques de cisaillement similaires en dépit de leurs structures anatomiques différentes. Enfin, des conditions physiologiques analogues à la microgravité ont été mises en place pour modifier les propriétés mécaniques du cerveau et éprouver la sensibilité de l'ERM aux changements induits. En position inclinée tête en bas, l’ERM a révélé une augmentation significative de la vitesse et des modules viscoélastiques dans tout le cerveau, en particulier dans les régions périphériques supérieures. Cette étude a permis de montrer que l'ERM cérébrale, réalisée dans des conditions optimales, pourrait être avantageusement utilisée pour détecter des altérations mécaniques dues à des changements de pression similaires ou inverses dans des processus pathologiques tels que l'hémorragie, l'hydrocéphalie ou le cancer qui s’accompagnent d’une redistribution du flux sanguin et une accumulation ou une perte de liquide cérébrospinal.