Les muons sont des particules fondamentales pouvant traverser des epaisseurs de roche kilometriques. L'etude de l'attenuation du flux de muons a travers un milieu permet d'obtenir une mesure directe de la quantite de matiere traversee. Il est ainsi possible de realiser une tomographie de masse volumique d'objets geologiques suite a la resolution d'un probleme inverse. Cette these explique comment des muons produits dans l'atmosphere permettent de realiser une imagerie geophysique. Pour construire celle-ci, il est necessaire d'estimer le flux de muons et son attenuation a travers la matiere, plusieurs modeles sont ici presentes. Afin de valider ces estimations et la faisabilite de la methode, des telescopes a muons ont ete construits et conditionnes pour supporter une installation sur le terrain. Un premier telescope est installe en laboratoire souterrain pour valider leur conception. Un second telescope est mis en place sur les flancs du dome de la Soufriere de Guadeloupe pour ameliorer la connaissance de la structure interne du volcan. Cet ouvrage s'adresse aux personnes curieuses de decouvrir une methode de tomographie geophysique originale en plein essor."