Dans le sillage de progrès constants de la technologie laser ouvrant à une variété toujours croissante de configurations physiques, une communauté de recherche autonome s'est développée autour de la physique des ultra-hautes intensités. Au cours des deux dernières décennies, ces travaux ont couvert un ensemble stable de phénomènes physiques et d'applications associées, toutes essentiellement décrites par la mécanique classique relativiste des particules et des champs. La situation actuelle se trouve cependant certainement être un moment seuil, puisque des phénomènes radicalement nouveaux sont attendus dans les infrastructures de dernière génération, prévues ou en construction, révélant l'aspect quantique des particules et des champs.Reposant sur une méthode explicitement vouée à accélérer cette transition en cours, la présente thèse s'inscrit pleinement dans un tel contexte. En générant des impulsions excédant les plus hautes intensités conventionnellement envisagées de deux à six ordres de grandeur, les miroirs plasma pourraient permettre d'accéder au régime quantique profond de l'Électrodynamique Quantique en champs forts, avec des implication fondamentales comme instrumentales. Notre travail de recherche a consisté à prédire certaines d'entre elles explicitement.De manière remarquable, dans les cas les plus favorables la conjonction de la compression de la longueur d'onde et de l'amplification de l'impulsion des « faisceaux harmoniques » générés par les miroirs plasma relativistes produit des champs proches de la valeur critique de Schwinger, seuil de la conversion spontanée d'un champ cohérent en paire électron-positron. Cela implique que des processus quantiques peuvent survenir au sein de ces faisceaux harmoniques en présence de matière, ou dans le vide. Dans cette thèse, nous présentons les prédictions issues d'une étude poussée de ces différents scénarios. L'auto-interaction de la lumière dans le vide est exposée la première, de manière à établir le potentiel des faisceaux harmoniques pour une première détection expérimentale de cet effet prédit de longue date. La transition de la diffusion de la lumière par la lumière en l'absence de matière, à la création de paires prolifique dès qu'une particule intervient est détaillée ensuite. Ce processus de création de paires se produit différemment selon la particule initiale, une paire issue de l'effet Schwinger, une cible de matière dense, un faisceau d'électrons. Ces trois cas ont été étudiés, et leur évolution vers un état final simulée numériquement, révélant la possibilité de créer un plasma d'électrons-positrons relativiste et quantique aux propriétés exotiques, ou d'atteindre le régime de Ritus-Narozhny pour la première fois, permettant une observation empirique l'électrodynamique quantique des champs forts au-delà même des limites de son cadre théorique établi.