Cette recherche se fonde sur des données physico-chimiques et sur une expérimentation avec un matériel adapté à la clinique humaine. Il a pour objectif notamment le diagnostic des cancers infracliniques et des états précancéreux non détectables par les moyens conventionnels. Un système de mesure in vivo de la fluorescence tissulaire des fluorophores endogènes ou des fluorophores exogènes localisés dans les tissus pathologiques a été conçu. La source de lumière excitatrice est un laser ou une lampe filtrée de longueur d'onde dépendant du fluorophore étudié (350-420 nm). Le capteur multifibre, utilisable en endoscopie souple, permet de guider la lumière d'excitation, le signal de fluorescence et la lumière d'excitation rétrodiffusée. La fluorescence recueillie est spectralement dispersée et mesurée au moyen d'un analyseur optique multicanal OMA. La mesure de la puissance de la lumière d'excitation rétrodiffusée est utilisée pour s'affranchir de la variabilité des paramètres instrumentaux et pour normaliser les spectres obtenus sur des tissus différents. Pour minimiser le phénomène de photoblanchiment des fluorophores, le déclenchement de la lumière d'excitation synchronise l'acquisition du signal de fluorescence. Des mesures expérimentales de l'autofluorescence sur différents tissus sains et pathologiques des voies aérodigestives supérieures et de la vessie ont été effectuées. Pour un même organe, le ratio du pic maximal de l'autofluorescence entre tissu sain et tumeur est variable : des résultats sont rapportés. La pharmacocinétique des photosensibilisants HpD et mTHPC sur modèles animaux a été étudiée afin de déterminer l'intervalle de temps optimal entre l'administration du produit et le traitement photodynamique (PDT). Une mesure du photoblanchiment au cours de la PDT sert à mesurer l'efficacité de l'irradiation lumineuse. L’autre partie de l'étude est consacrée à la modélisation de l'autofluorescence afin d'identifier et de quantifier les fluorophores responsables. À partir de données expérimentales sur des fantômes avec différents fluorophores naturels, un modèle permettant de reconstruire le spectre global de fluorescence a été développé. Chaque pic du spectre a été modélisé par une loi de Gauss. Le modèle global constitue la somme des gaussiennes identifiées séparément. Ce modèle devrait mettre en évidence l'influence de la réabsorption due aux formes oxydées ou réduites de l'hémoglobine et enrichir les informations exploitables pour le diagnostic in vivo des états physiologiques et pathologiques.