Comprendre et caractériser la matière avec une haute sensibilité et une résolution dans ses trois dimensions, en interaction avec différents environnements, en statique ou en dynamique et dans la mesure du possible de façon non destructive restent et demeurent l'un des principaux défis des nanotechnologies. Nous avons proposé de surmonter les limites existantes des méthodes non-destructives en développant des techniques capables de mesurer les changements locaux des propriétés dans les matériaux. Sur la base de la microscopie à force atomique, un microscope acoustique (UA-AFM) et un microscope micro-ondes locale (SMM) ont été développés pour la détection non destructive de défauts, de changement de phase qui peuvent évoluer de la taille nanométrique à micrométrique, la détection d’éléments chimiques, la mesure de la diffusion d'éléments chimiques légers dans les métaux et la mesure de contraintes résiduelles. Cette thèse se concentre sur le développement des microscopes acoustiques et micro-ondes ainsi que sur leurs potentiels de caractérisation.