Afin de protéger les structures existantes, conçues avant la mise en place des normes parasismiques, du risque sismique, une stratégie prometteuse est de réduire l'amplitude des ondes sismiques arrivant au niveau des ouvrages en traitant localement le sous sol pour en modifier ses caractéristiques mécaniques. Il est alors possible de modifier la distribution d’énergie sismique pour certaines gammes de fréquences et ainsi limiter les dégâts sur des ouvrages. Or, pour mesurer l’efficacité d’un tel système de protection, les phénomènes de diffraction d’ondes à l’intérieur et aux frontières d’un milieu périodique borné doivent être correctement modélisés, ce qui constitue le sujet principal de cette thèse. Dans la thèse, une approche semi-analytique est d’abord développée pour déterminer le cas d’une onde non polarisée arrivant à une interface plane entre un matériau homogène et un matériau stratifié périodique. Ensuite, des pistes sont proposées pour étendre ces résultats à des cas plus complexes (ondes polarisées, passage en 3D). En parallèle, une analyse numérique des cellules primitives basée sur la théorie des ondes de Bloch est réalisée pour obtenir le comportement d’un milieu périodique infini et ainsi analyser l’influence de paramètres géométriques et de propriétés des matériaux sur l’atténuation des ondes de volume dans l’optique de choisir une stratégie de dimensionnement. Pour l’étude des milieux périodiques occupant un domaine borné, une approche généralisant une méthode modale d’analyse de guide d’onde est proposée. Elle permet de mieux caractériser les modes propagatifs dans le milieu périodique borné et quantifier numériquement la taille de ce dernier sur l’atténuation et le filtrage d’ondes initialement prévus dans le même milieu mais infini. Enfin, un modèle réduit de sol est instrumenté et conduit à de premiers résultats expérimentaux à comparer à l’analyse théorique et numérique.