Cette thèse a porté sur l'étude de la transition à 3H4->3H5 de l'ion thulium pour la génération d'une émission laser autour de 2,3 µm.Les lasers émettant dans le domaine spectral du moyen infrarouge suscitent un intérêt croissant pour de nombreuses applications dans le domaine de la détection de molécules, en particulier de molécules polluantes ou d'intérêt biologique. Nous passerons en revue ces applications générales aux lasers moyen infrarouges ainsi que celles spécifiques aux lasers à 2,3µm. Nous présenterons ensuite un état de l'art des sources existantes dans cette gamme spectrale.Nous présenterons ensuite les spécificités de la transition 3H4->3H du thulium ainsi que les propriétés des matrices étudiées. Les mesures des paramètres spectroscopiques cruciaux pour cette transition seront présentées sur un large éventail de matériaux laser.Enfin, les résultats lasers obtenus seront exposés. Des puissances de l'ordre du watt et des rendements trois à à quatre fois supérieurs à ceux reportés dans l'état de l'art ont été obtenus grâce à une meilleure compréhension des phénomènes de transferts entre ions. De plus, un schéma de pompage original basé sur un mécanisme d'avalanche de photons autour de 1,05µm ou 1,45µm a été démontré.Ce nouveau schéma de pompage est particulièrement prometteur pour les architectures laser guidées ou pour les régimes impulsionnels.Une modélisation des systèmes laser proposés, prenant en compte les différents processus de transferts impliqués, est également présenté.