Les sources d’ions rapides générées par des lasers intenses constituent un sujet d’étude prometteur pour de multiples domaines de la recherche. Alors que l’accélération d’ions par interaction laser-cible solide a été étudiée de manière exhaustive, les plasmas de densité quasi-critique ont été peu abordés, en raison des difficultés liées à la génération contrôlée de densités de gaz élevées. De tels plasmas pourraient cependant donner lieu à un mélange de mécanismes d’accélération, tels que le « Target normal sheath acceleration » ou l’accélération par chocs non-collisionnels, ainsi qu’à la génération de populations d’électrons chauds super-pondéromoteurs. L’objectif de cette thèse s’inscrit dans le cadre du développement de sources d’ions générées par un laser intense à haut taux de répétition (HTR), nécessaire aux besoins de la plupart des applications. Les nouvelles installations lasers fs de haute intensité comme VEGA-3, Apollon ou BELLA PW, capables de fonctionner à HTR (~Hz), sont ainsi parfaitement adaptées à cet objectif. Dans le même temps, des buses à gaz de type « shock nozzle » nouvellement développées, connectées à des systèmes de gaz à haute pression, sont choisies pour leur compatibilité avec ces HTR et le fort couplage laser-gaz attendu. Une première étude paramétrique basée sur des simulations 1D de type « particle-in-cell » (PIC) a été effectuée pour comprendre l’interaction entre un laser intense et un jet de gaz quasi-critique et non-uniforme. Nous avons ainsi cherché à déterminer un jeu optimal de paramètres expérimentaux concernant l’interaction d’une impulsion laser L = 0,8 µm, L = 100 fs, I = 1e20 W/cm2, avec un jet de densité quasi-critique, produit par une buse à gaz non commerciale, développée au sein de notre groupe de collaboration. Nous avons utilisé pour cela le code PIC CALDER développé au CEA. Les efforts expérimentaux menés durant cette thèse sont divisés en deux campagnes, ayant eu lieu sur les installations laser VEGA-2 (200 TW) et VEGA-3 (PW). La première visait à étudier le potentiel de l’accélération d’ions à partir d’un jet de gaz de pointe, couplé à des buses de type « shock nozzle ». La seconde, qui a constitué la campagne principale de cette thèse, a permis de mettre en évidence, par l’intermédiaire de mesures de temps de vol, l’accélération vers l’avant de particules alpha d’énergie ~0,6 MeV/amu à un taux de répétition modéré, présentant des dispersions en énergie et angulaire relativement modérées. Elle a également confirmé la génération abondante d’électrons chauds prédits par les simulations numériques, mesurant des énergies maximales ~50 MeV. Des interférogrammes obtenus à l’aide de sondes optiques ont montré la formation d’un canal laser à travers le pic de densité. Plusieurs simulations 2D, effectuées pour expliquer certains de ces résultats, sont en accord qualitatif avec les mesures, permettant d’identifier les mécanismes d’accélération d’ions et d’électrons, ainsi que de décrire le phénomène formation du canal laser. Le travail effectué lors de cet thèse a permis d’éclairer ce régime d'interaction laser intense-gaz quasi-critique jusqu’alors inconnu, en combinant des approches numériques et expérimentales. De nombreux défis techniques ont ainsi été relevés. Nous avons pu développer une méthodologie expérimentale adaptée ainsi qu’un ensemble de diagnostics compatibles avec un fonctionnement à HTR. En outre, les résultats modestes, bien qu’encourageants, obtenus, démontrent la possibilité d’accélérer des ions à partir de cette interaction quasi-critique. Leurs applications sont nombreuses, allant de la production de radio-isotopes médicaux à des études de physique fondamentale. Du point de vue numérique, l’étude paramétrique effectuée en 1D des conditions optimales d’interaction laser-jet de gaz, propices à la production de chocs électrostatiques, donne des objectifs expérimentaux clairs pour des travaux futurs et met l’accent sur l’importance du développement de buses à gaz.