Au cours de cette thèse une nouvelle technique analytique a été développée pour permettre l'analyse isotopique de microparticules. Cette technique est fondée sur l'utilisation des potentialités d'imagerie de la sonde ionique IMS 1270 du CRPG. Le développement de l'imagerie isotopique a permis de mesurer le rapport 1 8 O/ 1 6 O de particules de moins de 2 [micro]m avec une précision de 3 a 4% et de carter les variations isotopiques de D/H dans des particules de 10 [micro]m avec une résolution latérale de l'ordre du micromètre. L?utilisation de cette nouvelle technique permet de résoudre le problème de l'origine des poussières sahariennes, en effet la distribution des rapports 1 8 O/ 1 6 O dans les quartzs micrométriques des poussières et des sols sahariens est une empreinte caractéristique de la géologie de la région source. La mesure des rapports isotopiques de l'oxygène de mono-grains de quartz d'une tempête de poussière collectée au dessus de l'océan atlantique permet d'attribuer l'origine de cette tempête à la zone air-Ténéré. Ce résultat a de profondes implications pour le cycle des poussières désertiques dans l'atmosphère et les processus de suspension des grains dans l'atmosphère. la cartographie des rapports D/H dans 4 poussières interplanétaires collectées dans la stratosphère par la NASA a permis de montrer que ces particules contiennent plusieurs types de matière organique d'origine interstellaire identiques a certains polymères mesures dans les chondrites carbonées et les comètes. La présence de ces polymères au sein d'une même particule semble suggérer des liens entre les matériaux les plus primitifs du système solaire.