De nos jours, la surveillance et le diagnostic des structures a partir d'essais vibratoires ambiants deviennent plus populaires en genie civil. Dans ce travail, une nouvelle methode de detection et de diagnostic de dommage dans les structures, a partir des mesures de vibrations ambiantes, est proposee tout en conservant la robustesse a l'ensemble de ces niveaux. La methode proposee utilise des donnees vibratoires de la structure et un modele a elements finis parametre par des indicateurs specifies de dommage. Le filtrage modal, combine avec une approche asymptotique locale, est utilise pour calculer un nouveau residu qui s'avere distribue suivant une loi normale de moyenne nulle dans l'etat sain et de moyenne differente de zero en presence de dommage. L'algorithme propose est teste sur plusieurs exemples de structures simulees numeriquement. D'autre part, une validation experimentale de l'algorithme est effectuee sur des poutres et des dalles construites en beton arme, pour differents degres de dommage et pour des cas de dommages simples et multiples. Le pont de Beni Khiar a fait l'objet d'une etude de cas reel."