Le travail de thèse présenté par ce manuscrit s'intéresse à la linéarisation des amplificateurs de puissance en utilisant la prédistorsion numérique. L'amplificateur de puissance est l'un des modules les plus critiques des équipements de communication radio qui présente des non-linéarités statiques ainsi que des effets de mémoire. Il devient de plus en plus crucial de réaliser un compromis entre la linéarité et le rendement énergétique.La prédistorsion numérique est une technique de linéarisation efficace qui compense les distorsions dues à la non-linéarité en appliquant une déformation sur le signal d’entrée, de manière à ce que le système global réalise une amplification linéaire. Le principe de la prédistortion numérique consiste à mettre en œuvre une fonction non linéaire dite prédistorteur en amont de l'amplificateur de puissance, et qui a idéalement les caractéristiques inverses de l'amplificateur de puissance.Cette opération permet également de prendre en compte les effets mémoire, et en particulier la mémoire à long terme. Plusieurs modèles comportementaux sont proposés pour la prédistorsion qui peuvent être classés en deux catégories : les modèles globaux et les modèles par segmentation. L'étude comparative de ces modèles est l'un des axes de travail traité par cette thèse, dont la comparaison repose sur trois aspects qui sont soulignés : les performances de linéarisation, la complexité et les propriétés de l'implémentation matérielle. En se concentrant sur les modèles basés sur l'approche par segmentation, un algorithme est proposé pour concevoir un modèle optimal en satisfaisant un bon compromis entre les performances de linéarisation et la complexité du modèle. Ce modèle est utilisé pour linéariser un amplificateur de puissance Doherty à double entrée pour lequel un algorithme d'optimisation globale associé à un processus de contrôle est proposé pour améliorer le rendement tout en conservant un bon niveau de linéarité selon une fonction de coût adaptative