ce travail est realise dans le cadre de la mission spatiale EXOMARS. Les objectifs sont explorer la planete Mars pour la recherche de signes de vie passee ou presente, l'etude de la distribution de l'eau dans le sous sol martien et l'etude de la geologie de Mars. Cette mission consiste a envoyer sur la surface de Mars un vehicule automatise equipe d'instruments de mesures scientifiques destines a la recherche de traces de vie. Notre activite de recherche s'est focalisee sur l'instrument WISDOM (Water Ice Subsurface Deposits Observation On Mars) qui est un GPR (Ground Penetrating Radar) dont les principaux objectifs scientifiques sont de sonder le sous-sol de Mars jusqu'a quelques metres de profondeur pour etudier les structures geologiques. Notre travail s'est deroule en trois phases. La premiere a consiste a trouver un modele de rayonnement large bande permettant de modeliser le rayonnement des antennes du GPR. La deuxieme a permis de developper des outils permettant de simuler des scenes de differentes compositions en optimisant le temps de calcul. La troisieme phase de cette these a permis de developper deux techniques permettant de caracteriser une surface rugueuse."