L'objectif de cette These est d'apporter une contribution au probleme de l'apprentissage statistique, notamment en developpant des methodes pour prendre en compte des donnees fonctionnelles. Dans la premiere partie, nous developpons une approche de type plus proches voisins pour la regression fonctionnelle. Dans la deuxieme, nous etudions les proprietes de la methode de quantification dans des espaces de dimension infinie. Nous appliquons ensuite cette methode pour un probleme de biologie marine. Enfin, la derniere partie est dediee au probleme de l'estimation des ensembles de niveaux de la fonction de regression dans un cadre multivarie."