Depuis l'invention du laser en 1960, ce dernier a beaucoup evolue, et s'est diversifie jusqu'a s'implanter serieusement dans notre vie quotidienne. Mais les lasers restent avant tout des outils formidables pour les scientifiques. Dans cette these est presentee une source laser novatrice compacte, un Laser a Electrons Libres (LEL) dit - injecte -. Alors que les sources conventionnelles de LEL, basees sur l'emission spontanee auto-amplifiee, possedent une coherence temporelle partielle, nous demontrons ici la forte amplification coherente de la 5eme harmonique d'un laser Ti: Sa generee dans une cellule de gaz (160 nm), puis injectee dans le LEL du prototype de l'accelerateur SCSS au Japon. Vu le faible niveau d'injection requis, des rayonnements totalement coherents pourraient etre generes jusqu'a la "fenetre de l'eau," zone spectrale pour laquelle le rayonnement laser est non absorbe dans l'eau et donc dans les tissus biologiques. Cela permettrait ainsi de sonder precisement la matiere pour observer les principaux phenomenes physiques et chimiques qui se deroulent sur une echelle temporelle ultra-rapide."