Les tissus biologiques sont composés d'un assemblage précis de cellules qui sont maintenues ensemble par une structure complexe, la matrice extra-cellulaire (MEC). Celle-ci est composée de protéines, majoritairement le collagène de type I, ainsi que de laminine et d'élastine. Le collagène étant l'élément constitutif des tissus, pour ce travail de recherche nous nous sommes concentrés sur la compréhension des phénomènes d'auto-assemblage du collagène, ainsi qu’aux paramètres procédés qui modulent les interactions collagène-cellules. Ces éléments nous ont permis de définir une gamme de paramètres pour la mise au point de matériaux biomimétiques. Nous introduisons en premier lieu les similitudes structurelles et fonctionnelles de la MEC des tissus tubulaires, comprenant le système circulatoire, les voies urinaires et gastro-intestinales, la trachée et l’œsophage. La structure de ces tissus peut être modélisée par un modèle commun, constitué de deux couches superposées : une couche endothéliale interne et une couche musculaire externe. A partir de ce modèle, nous avons recensé les stratégies développées pour répliquer ces couches via une approche biomimétique, notamment celles basées sur du collagène. In vivo, l'assemblage supramoléculaire des molécules de collagène en fibrilles est à la base de la formation de la MEC, un aspect central de la morphogenèse et du remodelage des tissus. Ce processus se produit dans une gamme restreinte de conditions physico-chimiques (température, concentration et force osmotique) définies par la physiologie des cellules et la composition de l’environnement extracellulaire. Le paradigme actuel des matériaux biomimétiques à base de collagène stipule que la reproduction, in vitro, des conditions physico-chimiques trouvées in vivo, est la clé pour imiter l'architecture et la fonction des tissus biologiques. En étudiant ces conditions, nous avons décrit pour la première fois l'organisation du collagène en fonction de la température et de la concentration, sur la base d'expériences de diffusion RX, de rhéologie et de thermodynamique combinées à de la microscopie électronique et à lumière polarisée. Ces résultats nous ont permis de tracer des diagrammes d'état, à la fois en solution et post-fibrillogenèse, qui constituent de puissants outils pour le design d’expériences ciblant la fabrication de matériaux biomimétiques en collagène. La plupart des méthodes décrites dans la littérature utilisent du collagène à des concentrations bien inférieures à celles des tissus natifs, estimées entre 100 et 200 mg.mL-1, et rarement avec une structure fibrillaire native. Cela souligne le manque d’implants et de modèles in vitro biomimétiques, malgré l’importance de cet aspect dans la régulation des interactions matériau-cellule. Dans ce travail, nous démontrons comment la texture, la concentration en collagène et les caractéristiques du réseau fibrillaire influencent le devenir cellulaire. Les cinétiques d'adhésion et de prolifération corrèlent avec les gradients mécaniques et de texture résultant des paramètres de fabrication, ce sur une large gamme de concentrations et avec l’utilisation de deux voies d’auto-assemblage. Dans le cas d’une application en clinique, ces paramètres peuvent ainsi être modulés pour faciliter la biointégration du greffon. Enfin, la conjugaison de ces connaissances nous a permis d’élaborer des matériaux tubulaires en collagène qui sont, d’un point de vue structurel et compositionnel, très proches des tissus natifs. En combinant l’ice-templating à la fibrillogenèse topotactique, les différentes échelles structurelles de l'hydrogel présentent à la fois une couche interne lisse - qui permet l’endothélialisation - et une structure externe poreuse - qui permet la colonisation cellulaire. Le double contrôle de la porosité (géométrie et taille) et de l'ultrastructure du collagène apporté par notre approche, permet d’aboutir à des propriétés mécaniques et biologiques dans la gamme des tissus [...].