L’objectif de la thèse était d’étudier le vieillissement des aérosols organiques secondaires (AOS) à l’échelle de la particule individuelle. Cet objectif s’inscrit pleinement dans le besoin urgent de combler notre manque de connaissances sur les voies de formation et de devenir atmosphérique des AOS. La lévitation acoustique est une technique expérimentale qui permet de s’affranchir de l’influence du support pour l’étude des propriétés physico-chimiques d’une particule atmosphérique. Le couplage d’un dispositif de lévitation acoustique avec la spectroscopie vibrationnelle nous a permis d’obtenir des informations sur la composition et les états de mélange chimiques des particules. Enfin, le développement d’un couplage de la spectrométrie de masse (PTR-TOF-MS) au dispositif de lévitation acoustique a permis l’analyse de la phase gazeuse dans la cellule de lévitation. In fine, ces développements instrumentaux nous permettent de suivre les modifications des phases particulaire et gazeuse en temps réel afin d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes de vieillissement des aérosols. Nous nous sommes notamment intéressés dans cette thèse aux processus d’évaporation et aux propriétés d’hygroscopicité de particules de mélanges AOS/sels. L’influence de la composition chimique et de l’état de mélange de la particule sur ces processus a été mise en évidence. Les résultats obtenus confirment la complexité des propriétés chimiques des aérosols qui influent directement et indirectement sur le changement climatique au niveau global.