Ce memoire de these est dedie a l'etude de la reparation des cassures doubles brins de l'ADN par recombinaison homologue. Afin de mieux comprendre les mecanismes de recombinaison, nous avons utilise des techniques de molecule unique nous permettant d'observer in vitro la reparation de l'ADN avec une resolution temporelle et spaciale jusqu'alors jamais atteinte. Nous avons tout d'abord utilise une technique de pinces magnetiques pour etudier les proteines centrales de la recombinaison: RecA chez E.coli et hRad51 chez l'Homme. Nous avons ensuite devolepper de nouvelles techniques de molecules uniques en les appliquant a l'etude de la recombinaison homologue. En particulier, nous presentons un montage original appele "tomopinces" permettant de combiner une pince magnetique a de la microscopie en fluorescence. Nous montrons qu'il est ainsi possible d'etirer une molecule unique d'ADN, de la contraindre en torsion tout en visualisant des molecules. Cette etude nous a permis de mieux comprendre la dynamique des complexes ADN/proteines lors de la reparation des cassures doubles brins par recombinaison homologue."